一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统，具体包括数据采集终端、区域群组通信转发网关、云数据存储服务器、云应用数据服务器、终端设备和监控中心；本发明专利技术提供设计合理、整体简化、高智能自动化的一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统。于智能传感终端集成的工业物联网系统。于智能传感终端集成的工业物联网系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统


[0001]本专利技术涉及智能工业
，更具体的说，它涉及一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统。

技术介绍

[0002]随着传感器和互联网等信息技术的发展，通过给物品加上传感器和互联网，使得物品与物品之间交换信息成为了可能，随之就应运产生了物联网的概念。如今物联网产业正处于蓬勃发展期，能被广泛地应用于各行各业。可以这样说，物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次伟大的信息产业革命。
[0003]传统的工业设备一般并不具备信息互联的功能，工业生产环节中的各种参数信息往往需要人工查看、记录并分析。在人工成本日趋升高，而对生产效率也要求提高的情况下，当前很大程度上依赖于人工现场操作生产数据的方式，难以满足现代化生产的管理精度和实时性的要求，对于传统工业设备的信息网络化升级变得迫在眉睫。
[0004]对传统工业设备的网络化信息改造即是智能工业物联网的重要内容。通过对传统工业设备的智能物联网化改造，生产管理者可以不必亲自前往生产场地即可监控生产环节中的各种生产参数，有了全面及时的生产数据之后，便可以根据市场和生产状况，灵活调配产能，达到节省成本、控制浪费和提升企业生产效益的效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的不足，提供设计合理、整体简化、高智能自动化的一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统，具体包括数据采集终端、区域群组通信转发网关、云数据存储服务器、云应用数据服务器、终端设备和监控中心；
[0008]数据采集终端包括传感器终端、模拟与数字输入接口、中央处理器电路与通讯接口；模拟与数字输入接口将采集传感器终端的模拟电流信号、模拟电压信号和开关数字量信号；模拟与数字输入接口将采集的信号传输给中央处理器电路，中央处理器电路处理输入信号、运算、按通信协议通过通讯接口发送相应数据；
[0009]区域群组通信转发网关将中央处理器电路处理后的相应数据发送至云数据存储服务器；
[0010]云应用服务器与云数据存储服务器连接，并获取需要的数据，根据相应应用的需求，处理好数据，然后将数据由终端设备和监控中心的Web客户端软件显示相应数据。
[0011]进一步的，数据采集终端通过RS485和电力载波的通讯方式灵活地进行组网通讯。
[0012]进一步的，云数据存储服务器采用腾讯、百度、阿里云或移动公司的云网络平台。
[0013]本专利技术的有益效果是：
[0014]本专利技术具有鲜明的特色，立足于物联网数据采集与分析整套系统的开发，整合相
关技术资源，着力打造出一套通用并且灵活的物联网应用系统。本项目在设计之初就考虑到了多种应用场景，特别设计了一下三方面的特色功能。
[0015]1组网功能，本项目主要应用于工业数据采集和控制领域，然而实际的工业场所环境复杂多样，存在着很强的干扰，严重影响系统的整体稳定性，尤其是无线通信的数据传输质量。现有的数据采集终端主要通过GPRS无线通信的方式和数据中心通信，当用于复杂的工业环境时，容易产生连接中断的现象，此时最好是通过有线的方式。本项目既可以选择GPRS无线通讯也可以选择通过RS485或电力载波有线组网后统一上报数据中心。在方便布线的工业现场，可以选择RS485通讯，而在不方便的场合，可以利用现场已有的电源线，通过电力载波的方式进行数据交互。有了RS485和电力载波的有线通讯组网方式，大大增强了产品的灵活性，使之能更好地应用于不同场合。
[0016]2传感器的通用性，随着科技的发展，传感器的技术越来越发达，能检测的物理量也越来越多样，这也是助推物联网产业发展的一大要素，这对怎样适配不同类型的传感器也同样提出了更高的要求。经过对大量常用传感器资料的研究与分类，现有的传感器的输出类型不外乎数字信号和模拟信号两大类。数字信号通过既定的协议可以串行或并行地读取数值，非常精准也非常方便。而模拟量信号分电流型和电压型两种，对它们这两种信号的采样及调整电路各不一样，现有的产品为了区分电流信号和电压信号，必须将输入接至指定的端口，不可以混接，存在一定的限制。
[0017]本项目的亮点功能是不用区分模拟输入信号的类型，将输入信号直接和模拟输入端口连接，由设备自适应，此外还可以通过配置设定输入信号的阈值，做到电压、电流输入信号灵活接入，自动判断且可配置，使得产品更加智能化。
[0018]3低功耗，着重考虑低功耗问题，不仅能节省能源、更加绿色环保，还解决了另一大应用领域的需求。在室内的应用往往都有电源，可以不考虑低功耗的问题，但是在野外的应用就不得不考虑功耗的问题。
[0019]目前有很多应用场景都在室外，如管网检测、环境检测和计量等，不方便取电，必须要自备电池供电，而电池电量有限又不方便频繁更换，这对智能采集终端的功耗要求提出巨大挑战。本项目计划采用低功耗的主控芯片，利用其强大的功耗控制功能，再搭配外围的低功耗硬件电路，辅以智能的采集和数据通讯策略，能将整体的功耗控制在最低水平(小于10uA)，以每15分钟采集一次，每两小时发送一次数据计算，一组电池可以运行至少5年，达到电池供电并长期在线的目的。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的关系结构图；
[0021]图2为本专利技术的采集终端结构图；
[0022]图3为本专利技术的云服务的架构设计图；
[0023]图4为本专利技术的管理平台架构图；
[0024]图5为本专利技术的终端内容管理图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。应当说明的是，实施例只是对
本专利技术的具体阐述，其目的是为了让本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，不应视为对本专利技术的限定。
[0026]实施例：
[0027]如图1至图5所示，一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统，具体包括数据采集终端、区域群组通信转发网关(简称转发网关)、云数据存储服务器、云应用数据服务器、终端设备和监控中心。
[0028]数据采集终端是物联网技术中数据的重要来源，是向网络层发送数据的设备，它担负着数据采集、初步处理、区域组网和远程配置等功能。数据采集终端包括传感器终端、模拟与数字输入接口、中央处理器电路与通讯接口。模拟与数字输入接口将采集传感器终端的模拟电流信号、模拟电压信号和开关数字量信号。模拟与数字输入接口将采集的信号传输给中央处理器电路，中央处理器电路处理输入信号、运算、按通信协议通过通讯接口发送相应数据。数据采集终端通过RS485和电力载波的通讯方式灵活地进行组网通讯。
[0029]考虑到一个采集点上有多个信号需要采集，每台终端都有多个模拟与数字输入接口。输入的模拟与数字信号范围不一，又要可由远程配置输入阈值，因此需要有功能强大的信号调理电路作信号的整形，然后交由中央处理器电路处理。中央处理器电路承载着终端大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能传感终端集成的工业物联网系统，其特征在于，具体包括数据采集终端、区域群组通信转发网关、云数据存储服务器、云应用数据服务器、终端设备和监控中心；数据采集终端包括传感器终端、模拟与数字输入接口、中央处理器电路与通讯接口；模拟与数字输入接口将采集传感器终端的模拟电流信号、模拟电压信号和开关数字量信号；模拟与数字输入接口将采集的信号传输给中央处理器电路，中央处理器电路处理输入信号、运算、按通信协议通过通讯接口发送相应数据；区域群组通信转发网关将中央处理器电路处理后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国堂，林相华，郑军，梅武军，张林友，尹绍杰，林鹏，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：